■研究開発項目：点検・モニタリング・診断技術の研究開発 ■研究開発テーマ：コンクリート内部を可視化する後方散乱X線装置の開発 ■研究責任者：産業技術総合研究所分析計測標準研究部門研究グループ長豊川弘之 ■共同研究グループ：（株）ＢＥＡＭＸ、名古屋大学研究開発の目的・内容背景 • • • • 日本は海岸線が長いため、塩害によるコンクリート中の鉄筋腐食が多く発生古い橋では、プレストレストコンクリートのシース管グラウト未充填による鋼材損傷が発生表面で見える状況では手遅れ。非破壊で内部を見なくてはならない。高速道路床版や大型橋桁などＸ線透過撮影法が使えない場合も多く、新しいイメージング技術の開発が必要とされている研究開発の目的 • 橋梁やトンネルなどの劣化・損傷に起因する大事故を未然に防ぐため、放射線計測と電子加速器分野の最新技術を使った検査技術を開発する。研究開発の内容 • 道路橋の床版、RC橋の鉄筋減肉、PC鋼材の破断などを非破壊で高精細にイメージングする装置を試作し、検査の高効率化と高精度化を実現する。 1 インフラ維持管理・更新・マネジメント技術現状の成果① 装置開発（H26～H27） • 現場に持ち出せるテーブルトップ加速器Ｘ線源の開発に成功！ ④鉄筋（透過像）撮影 ①電磁界シミュレーション ③テーブルトップ加速器Ｘ線源 ②加速器開発 • 後方散乱Ｘ線イメージング用のX線カメラ開発に成功！ ①放射線シミュレーション ②撮像素子の開発 ③後方散乱Ｘ線イメージング用X線カメラ 2 インフラ維持管理・更新・マネジメント技術現状の成果② 後方散乱イメージングの実証（H27）本プログラムにおいて、従来の装置よりも約3倍エネルギーの高いX線源の開発に成功しました。このX線はコンクリート深さ10 cmにある異物を反射を使って見ることができる性能があります。X線源と合わせて本プログラムで開発した後方散乱X線イメージング用検出器を組み合わせて、高エネルギー後方散乱X線画像の取得に成功しました。これは小型電子加速器技術と先端放射線計測技術を融合して得られた世界初の成果です。ファンビームX線を用いて撮影した鉄筋画像 CバンドX線源を用いて撮影した後方散乱X線画像遠山, 第76回応用物理学会秋季学術講演会（H27. 9月）豊川, 第63回応用物理学会春季学術講演会（H28. 3月）この技術を使うと、アスファルトの下にある空洞や、土砂化している部分、あるいはコンクリート内部で損傷している鉄筋、異物などを、従来技術よりも鮮明に画像として見ることができます。この装置を牽引車両に搭載して、道路を走りながら道路を後方散乱X線で検査することも夢ではありません。今はまだ解像度は深さ3 cmで数cm程度ですが、今後、X線エネルギーの最適化や検出器の性能向上によって、10cmの深さを数mmの解像度で撮影できる装置の開発を目指しています。 3 インフラ維持管理・更新・マネジメント技術最終目標達成目標と達成度実施項目達成目標達成度コンクリート内部の鉄筋イメージングかぶり１０ｃｍ、鉄筋直径１ｃｍを可視化かぶり１０ｃｍ、鉄筋直径２ｃｍの可視化に成功土砂化を検知できる装置の性能を決定アスファルト下コンクリート密度20%低下の検知に成功ポットホール検出アスファルト８ｃｍ下のポットホール検出に成功（目標達成）道路床版の劣化診断本技術の社会実装イメージ１橋梁コンクリートの鉄筋劣化診断２ＰＣ橋梁のＰＣ鋼線、グラウト材劣化診断３道路床板のコンクリート劣化診断 • • 上記３種の検査装置（Ｘ線発生部は共通化可能）の製品化を目的として、平成２９・３０年度にプロトタイプ機の製作を行い、実際の現場において実証試験を行う。その後の製品化は、平成３１年度から５年間を目途に、全国に約７０万ある道路橋、鉄道橋の１割を対象とした定期点検に対応できるよう自治体、インフラ管理者またはメンテナンス関係業者への供給を行っていく。 4 インフラ維持管理・更新・マネジメント技術